近零碳钢铁冶金新技术与关键装备

针对新时期钢铁工业绿色低碳高质量发展的重大战略任务，创新开发氢冶金、电化学冶金、近零碳排电炉炼钢等新技术与关键装备，解决传统钢铁冶金过程能源消耗高、碳排放量大的关键瓶颈问题，为推动钢铁企业节能降碳与流程再造提供技术与装备支撑。

（1）氢冶金及关键装备

在钢铁生产流程各工序中，高炉炼铁系统占据了钢铁生产总能耗的70%以上，因此钢铁工业节能减排的重点是在炼铁系统。针对高炉炼铁碳素能源利用效率不高、消耗大量焦炭资源以及CO₂排放量大等问题，重点攻关氢冶金前沿理论、氢基直接还原、氢基熔融还原等氢冶金新理论和技术，研发氢基竖炉、氢基熔融还原等氢冶金关键装备系统，形成氢冶金前沿理论基础，探明氢冶金最优工艺参数与反应器结构参数，为绿色、安全、高效、低成本氢冶金的工程示范与推广运用提供技术支撑。

（2）电化学冶金及关键装备

构建熔融氧化物电化学冶金体系，研制极端腐蚀环境高稳定惰性析氧阳极，解析高温熔融体系多元金属赋存结构及其电化学活性，明确多元金属选择性梯级还原调控机制，探明阴极液态金属连续化渣-金分离制度与过程强化方法，掌握高效电化学冶金与高品质产品质量控制匹配关系，从而形成电化学炼铁基础理论。在理论支撑基础上，研究近零碳排放短流程熔融电化学炼铁技术，开发大型惰性析氧阳极、耐腐蚀结构材料、长寿命高效率电解槽等，探明熔融电化学炼铁过程热-电-质平衡匹配关系，设计并研发能量低成本供应的稳定安全电化学炼铁集成系统，为电化学冶金技术及关键装备提供技术保障。

（3）近零碳排电炉炼钢技术与装备

针对基于再生钢铁原料的全废钢电弧炉炼钢，深入研究基于再生钢铁原料冶炼的钢液杂质元素与残余元素深度净化机制，研发全废钢电弧炉深度脱P、控N、除Cu/Zn/Sn/Pb核心技术，实现全废钢电弧炉高效深度洁净冶炼。针对氢基直接还原铁等，开展“气-固-渣-金”低碳多相体系少渣冶金机制研究，研发气-固喷吹局部终还原技术和高效洁净少渣冶炼技术。并在多元炉料电弧炉炼钢基础上，重点围绕冶炼过程碳近零、能量来源碳近零、原料生产碳近零三个层面开展超音速氢能烧嘴、无碳发泡、系统能效评价等关键技术攻关，形成近零碳排电弧炉炼钢工艺。